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Ein intelligentes Gleisüberwachungssystem soll Gefahren frühzeitig erkennen. (Foto: Mission Embedded)

Künstliche Intelligenz "Harmony" sorgt für sichere Eisenbahn

11. Mai 2021 | 09:43 Autor: Frequentis AG Startseite, Wien

Wien (A) Die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) fördert das Projekt "Harmony" von Mission Embedded, Frequentis und dem Institut für Computertechnik der TU Wien. Das Ziel des Projekts ist ein innovatives Gleisüberwachungssystem, das mittels künstlicher Intelligenz Anomalien in der Gleisinfrastruktur erkennt, um Folgeschäden frühzeitig zu verhindern und mögliche Unfälle zu vermeiden.

Die Eisenbahn ist das Verkehrsmittel Nr. 1 zur Bewältigung der Klimakrise, ohne die Mobilität von Personen oder Gütern einzuschränken. Sicherheit und Zuverlässigkeit sind dabei Kernaspekte und können nur durch eine sorgfältige Wartung der Gleisinfrastruktur ermöglicht werden.

Bisherige Wartungsmethoden basieren auf der häufigen, oberflächlichen Kontrolle durch das Personal des Bahnbetreibers sowie einer unregelmäßigen, präzisen Überwachung mit kostenintensiven Messfahrzeugen. Dieses Modell stößt jedoch an seine ökonomischen Grenzen.

Intelligentes Überwachungssystem für die Gleisinfrastruktur

Mit dem FFG-Projekt "Harmony" (Human-Assisted Real-time MONitoring of infrastructure and obstacles from railwaY vehicles) wird eine alternative Methode zur Überwachung der Gleisinfrastruktur erforscht, die effizienter und wirtschaftlicher gestaltet ist.

Im Fokus steht ein intelligentes System zur Montage an Regelzügen, das die Gleisinfrastruktur während des Normalbetriebs mit Hilfe von Sensoren abtastet und mittels künstlicher Intelligenz Anomalien an Gleisen, Gleisbetten und Weichen automatisch erkennt und meldet. So werden potenzielle Gefahren wie Gleisbrüche, Gleisschäden oder Gleisbewuchs frühzeitig erkannt und Bahnbetreiber bei der Entscheidungsfindung zu notwendigen Wartungsarbeiten unterstützt.

Neben der intelligenten Sensordatenverarbeitung im fahrenden Zug thematisiert das Projekt "Harmony" auch die menschlichen Faktoren zur Erhöhung der Ende-zu-Ende Systemsicherheit und der Benutzerakzeptanz. Zentral ist hier die Erarbeitung der neuen Rolle des Remote Analysten, der die Entscheidungsfindung aus der Ferne unterstützt und auch für KI-Anwendungen in anderen Bereichen, in denen intelligente Maschinen eingesetzt werden, relevant ist.

Mit dem BMK als Fördergeber kann dieses Forschungsprojekt eine maßgeschneiderte High-Tech-Lösung aus Österreich für Bahnbetreiber aus aller Welt bieten.

Mission Embedded als Pionier intelligenter Sensorsysteme
Mission Embedded ist einer der Pioniere weltweit im Bereich intelligenter Sensor- und Assistenzsysteme für die Schiene und verfügt über langjährige Erfahrung und Expertise in den Bereichen Sensorintegration, Machine Learning, automatische Datenverarbeitung sowie Safety und Security für missionskritische Applikationen.

Hochqualitative Sensordaten aus mehreren Vorgängerprojekten bilden eine wichtige Grundlage für das vorliegende Projekt. Als Konsortialführer und Experte für hochzuverlässige Software und Hardware zeichnet Mission Embedded für die technische Entwicklung des Projektes hauptverantwortlich.

Das Institut für Computertechnik der TU Wien bringt sein langjähriges Forschungs-Know-how, seine weitreichende Expertise in den Bereichen Embedded Systeme, Embedded Machine Learning sowie Sensordatenanalyse ein und leistet einen essenziellen Beitrag zur technischen Entwicklung.

Frequentis - Control Room Consulting (CRC) ist mit seiner jahrzehntelangen Erfahrung im sicherheitskritischen Umfeld mit Prozessanalysen und Informationsstrom-Design der Garant für die Maximierung der Ende-zu-Ende Sicherheit des Gesamtsystems. Frequentis CRC stellt sich auch den benutzerspezifischen Herausforderungen.

Zentrale Fragen wie Benutzerakzeptanz, die Visualisierung von Multi-Sensor-Daten und letztendlich die Rollendefinition des Remote Analysten werden unter anderem mittels Stakeholder-Analysen, Informationsstromanalysen sowie Human Performance Analysen entsprechend adressiert.

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